KR20080032193A - Synchronizing a radio network with end user radio terminals - Google Patents

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KR20080032193A
KR20080032193A KR1020087003714A KR20087003714A KR20080032193A KR 20080032193 A KR20080032193 A KR 20080032193A KR 1020087003714 A KR1020087003714 A KR 1020087003714A KR 20087003714 A KR20087003714 A KR 20087003714A KR 20080032193 A KR20080032193 A KR 20080032193A
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KR1020087003714A
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짐 브라운
겡쉥 장
라이오넬 자끄 가린
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서프 테크놀러지, 인코포레이티드
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Abstract

Synchronizing a Radio Network with End User Radio Terminals. A Mobile Station that is able to receive GPS signals and compare the frequency of the GPS received time signal with a time signal from a network in order to determine the difference between the signals and communicate that difference back to the network.

Description

엔드 유저 무선 단말기와 무선 네트워크의 동기화{SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK WITH END USER RADIO TERMINALS}Synchronizing an End User Wireless Device with a Wireless Network {SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK WITH END USER RADIO TERMINALS}

본 출원은 Gregory B. Turetzky 등의 미국 특허출원 제10/154,138호(2002년 5월 21일자) "METHOD FOR SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK USING END USER RADIO TERMINALS"의 일부 계속 출원인, Jim Brown 등의 미국 특허출원 제11/205,510호(2005년 8월 16일자) "SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK WITH END USER RADIO TERMINALS"의 우선권을 주장하며, 본 명세서에 참조로서 포함되고 있으며, 또한, Gregory B. Turetzky등의 미국 특허 가출원 제60/292,774호(2001년 5월 21일자) "METHOD FOR SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK USING END USER RADIO TERMINALS"의 우선권을 주장하며, 그 전체가 본 출원서에 참조로 포함되고 있다.This application is a U.S. patent application of Jim Brown et al., Part of US Patent Application No. 10 / 154,138 of Gregory B. Turetzky et al. No. 11 / 205,510, filed August 16, 2005, claims the priority of "SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK WITH END USER RADIO TERMINALS," which is incorporated herein by reference, and is also incorporated by reference in US Patent Provisional Application by Gregory B. Turetzky et al. No. 60 / 292,774, filed May 21, 2001, claims priority of "METHOD FOR SYNCHRONIZING A RADIO NETWORK USING END USER RADIO TERMINALS," which is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 발명은 전반적으로 GSS(Global Satellite System) 수신기에 관한 것으로서, 특히, 엔드 유저 무선 단말기를 이용하여 무선 네트워크를 동기화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates generally to a Global Satellite System (GSS) receiver, and more particularly, to a method for synchronizing a wireless network using an end user wireless terminal.

PCS(Personal Communication System) 장치를 포함하는 셀룰러 전화기는 상용화되어 있다. 인터넷 액세스와 같이, 음성 데이터, 및 기타 서비스를 제공하기 위하여 이러한 장치를 사용하는 것은, 셀룰러 시스템 사용자들에 대하여 많은 편리성 을 제공한다. 또한, 경찰서, 소방서, 및 응급실 등의 제1 구호요원들에 의해 사용되는 SMR(Specialized Mobile Radio), 양방향 페이징, 트렁크된 라디오(trunked radio) 등의 기타의 통신 시스템들은 이동 통신에 있어서 필수적인 것이 되었다.Cellular telephones, including personal communication system (PCS) devices, are commercially available. Using such devices to provide voice data, and other services, such as Internet access, provides a great deal of convenience for cellular system users. In addition, other communication systems, such as Specialized Mobile Radio (SMR), two-way paging, and trunked radio, used by first responders, such as police, fire, and emergency departments, have become integral to mobile communications. .

FCC(Federal Communication Commission)는, "911" 통화(또한, "Enhanced 911" 또는 "E911"이라고도 함) 등의 응급 전화가 일단 주어진 셀룰러 전화기에 있다면, 셀룰러 전화기와 같은 이동국(MS)이 50 피트 이내에 위치되어야 한다는 요구사항을 시행하였다. 이러한 위치 데이터는 경찰, 응급구호자, 및 기타의 법적 강제 및 공적 서비스 요원들, 및 셀룰러 전화의 위치를 결정하기 위하여 법적 권리를 갖거나 필요로 할 수 있는 기타의 기관들을 지원한다.The Federal Communications Commission (FCC) says that once an emergency call, such as a "911" call (also called an "Enhanced 911" or "E911"), is present on a given cellular phone, a mobile station (MS), such as a cellular phone, is located within 50 feet A requirement was placed to be located. This location data supports police, emergency responders, and other legally mandated and public service personnel, and other agencies that may or may have legal rights to determine the location of cellular telephones.

현재, 셀룰러 및 PCS 시스템들은 FCC 위치 요구사항을 충족시키기 위하여 셀룰러 전화 장치에서 GPS 수신기 및 기타의 무선 송수신기를 이용하는 GPS(Global Positioning System) 기술을 포함하고 있다.Currently, cellular and PCS systems include Global Positioning System (GPS) technology that uses GPS receivers and other radio transceivers in cellular telephone devices to meet FCC location requirements.

이러한 데이터는 E911 통화와는 다른 것에 유용할 수 있으며, 셀룰러 및 PCS 가입자와 같은 무선 네트워크 사용자들에 대하여 매우 유용할 수 있다. 예를 들어, 다른 이동국들을 위치시키고, 다른 랜드마크에 대한 이동국 사용자의 상대적 위치를 결정하고, 인터넷 맵 또는 기타의 GPS 맵핑 기술 등을 통해 셀룰러 사용자에 대한 방향을 취득하도록, MS 사용자에 의해 GPS 데이터가 사용될 수 있다.Such data can be useful for something other than an E911 call and can be very useful for wireless network users such as cellular and PCS subscribers. GPS data by the MS user, for example, to locate other mobile stations, determine the relative location of the mobile station user relative to other landmarks, and obtain directions for the cellular user through Internet maps or other GPS mapping techniques, and the like. Can be used.

MS 내의 GPS 수신기들 중대한 문제점 중 하나로서, GPS 수신기가 항상 공중에서 방해받지 않는다고는 볼 수 없어서, 수신 신호들을 매우 약하게 한다는 점이다. 때로는, 수신기는 Almanac 또는 Ephemerics 데이터를 복조할 수 없어서, 사용 자의 위치 또는 정확한 GPS 시간을 결정하는 것을 불가능하게 한다. 이 문제점은 통신 네트워크를 통해 Ephemeris 및/또는 Almanac 데이터 및 GPS 시간을 수신기에 송신함으로써 해결될 수 있다. 통신 네트워크의 공통적인 특징은 크고 가변적인 송신 지연이 있어서, 정확한 시간(1ms 이하의 불확실성)을 송신하는 것을 곤란하게 한다는 점이다.GPS receivers in the MS One of the major problems is that the GPS receiver is not always disturbed in the air, thus making the received signals very weak. Sometimes, the receiver cannot demodulate Almanac or Ephemerics data, making it impossible to determine your location or the exact GPS time. This problem can be solved by transmitting Ephemeris and / or Almanac data and GPS time to the receiver via the communication network. A common feature of communication networks is that there is a large and variable transmission delay which makes it difficult to transmit the correct time (uncertainty of less than 1 ms).

(셀룰러 송신기와 같은) 일련의 고정점들 또는 (GPS 위성과 같은) 이동 송신기들로부터 일련의 범위를 삼각화함으로써 이동 유닛을 위치시키는 개념은, 송신 시간이 알려져야 한다는 공통적인 요구사항을 갖는다. 이는 모든 송신기들에서의 시간이 공통적이거나, 차이가 알려져야 한다는 것을 의미한다. 많은 오늘날의 시스템에 있어서, 시스템들이 레인징(ranging)보다는 데이터 송신에 중점을 두기 때문에, 이러한 정보가 당장 활용가능한 것은 아니다. 따라서, 당업계에 있어서, 동기 및 비동기 네트워크 양측에서 송신 지연의 문제점을 극복할 필요성이 존재한다.The concept of locating a mobile unit by triangulating a series of ranges from a series of fixed points (such as a cellular transmitter) or from mobile transmitters (such as a GPS satellite) has a common requirement that the transmission time be known. This means that the time at all transmitters is common or the difference must be known. In many of today's systems, this information is not readily available because they focus on data transmission rather than ranging. Thus, there is a need in the art to overcome the problem of transmission delays in both synchronous and asynchronous networks.

CDMA(Code Division Multiple Access)(TIA/IS-95B) 네트워크는 기지국마다 GPS 시간 기준 표준을 사용하며, 모든 송신 프레임들은 절대적으로 GPS 시간에 동기화된다. 따라서, 이동국은 프레임, 마스터 프레임, 또는 하이퍼 프레임 상의 특정한 천이(transition)를 관찰함으로써, 이동국 또는 무선 핸드셋 내부의 무선 송신 지연 및 그룹 지연을 포함하여, 수십 마이크로 초 내에 절대 GPS 시간을 예측할 수 있다.Code Division Multiple Access (TIA / IS-95B) networks use a GPS time reference standard per base station, and all transmission frames are absolutely synchronized to GPS time. Thus, a mobile station can predict absolute GPS time within tens of microseconds, including radio transmission delays and group delays within a mobile station or wireless handset, by observing a particular transition on a frame, master frame, or hyperframe.

예컨대, TDMA, GSM, 아날로그 이동 전화 시스템(AMPS, TACS), DTV, 등의 다른 종류의 무선 네트워크들은 GPS 시간과 동기화되지 않는다. 그러나, 기지국에서 사용되는 마스터 클록의 정확도, 정밀도, 및 안정성은 상당히 안정적이며, GPS 시간에 비하여 천천히 변한다. 따라서, GPS 시간에 비하여, 시간 오프셋과 주파수 드리프트(drift) 양측 모두는 매우 안정적이며, 상대적으로 큰 간격에서 모니터링될 수 있다. 그러나, 이로부터 절대적인 GPS 시간을 유도하는 방법이 현재는 없기 때문에, 이러한 시스템만으로부터 유도되는 임의의 타이밍 정보는 한정된 값을 갖는다.For example, other types of wireless networks such as TDMA, GSM, analog mobile phone systems (AMPS, TACS), DTV, etc. are not synchronized with GPS time. However, the accuracy, precision, and stability of the master clock used in the base station is quite stable and changes slowly relative to GPS time. Thus, compared to GPS time, both time offset and frequency drift are very stable and can be monitored at relatively large intervals. However, since there is currently no way to derive absolute GPS time therefrom, any timing information derived from this system alone has a finite value.

제안된 하나의 해결책으로서, 주어진 영역에서 수개의 기지국(BS)의 무선 가시도 내에, LMU(Local Measurement Unit)라고 하는 정적인 모니터링 개체들을 위치시키는 것이다. LMU는 무선부와 GPS 타이밍 수신기로 구성된다. 간격마다, 영역 내의 기지국 별로 GPS 시간에 상대적인 시간 오프셋과 주파수 드리프트를 측정한다. 하나의 LMU는 수개의 기지국만을 커버할 수 있으므로, 중첩하는 모니터링 네트워크가 상당히 커지고, 비용이 증가될 수 있다. 이는, 이 정보를 BS 별로 기록하여, 상이한 소오스들로부터의 정보를 병합하고(수개의 LMU들이 동일한 기지국을 모니터링한다면), BS의 가시도 영역의 특정 MS에 시간 지원이 전달되어야 한다면, 이 정보를 지오로케이션 서버에 전달하는, LMU와 중앙 네트워크 개체 사이의 통신 링크를 필요로 한다. 이는, 이러한 특징을 가능하게 하기 위하여, 네트워크 작동자에 대하여 추가의 소프트웨어 및 정비 비용뿐만 아니라, 수개의 부가 네트워크 인프라구조를 필요로 한다. 따라서, 당업계에는 LMU 및 관련 비용에 필요성을 일소할 필요성이 존재한다.One proposed solution is to place static monitoring entities called LMUs (Local Measurement Units) within the radio visibility of several base stations (BSs) in a given area. The LMU consists of a radio and a GPS timing receiver. For each interval, time offset and frequency drift relative to GPS time are measured for each base station in the region. Since one LMU can cover only a few base stations, the overlapping monitoring network can be quite large and the cost can be increased. This records this information per BS, merging information from different sources (if several LMUs monitor the same base station), and sending this information if time support should be delivered to a particular MS in the BS's visibility zone. It requires a communication link between the LMU and the central network entity, passing it to the geolocation server. This requires several additional network infrastructures as well as additional software and maintenance costs for the network operator to enable this feature. Thus, there is a need in the art to eliminate the need for LMUs and associated costs.

다음으로, 당업계에는, 셀룰러 및 PCS 가입자를 포함하여, 무선 통신 시스템 에서 GPS 데이터를 효과적으로 전달할 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 무선 핸드셋과 같은 GPS 가능한 MS에 대한 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 당업계에는 GPS 수신기의 속도 획득에 도움을 주고 위치 결정을 할 수 있도록 할 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 당업계에는, GPS 수신기가 더 정밀한 위치 결정을 제공할 수 있도록 할 수 있는 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다. 또한, 당업계에는, 지리적으로 기지국에 가까이 있을 것을 요구하지 않고, E911을 포함하여, 다수의 적용예의 셀룰러 사용자들에 대하여 GPS 정보를 사용하거나, 제공할 수 있는 대용량의 셀룰러 시스템에 대한 필요성이 존재하는 것으로 볼 수 있다.Next, it can be seen in the art that there is a need to effectively deliver GPS data in a wireless communication system, including cellular and PCS subscribers. It can also be seen that there is a need for a GPS capable MS such as a wireless handset. In addition, it can be seen that there is a need in the art to assist the GPS receiver in obtaining the speed and to be able to determine the position. It is also seen in the art that there is a need to enable GPS receivers to provide more precise location determination. There is also a need in the art for a large cellular system capable of using or providing GPS information for cellular users in many applications, including E911, without requiring that they be geographically close to the base station. It can be seen that.

<발명의 개요><Overview of invention>

본 발명에 따른 접근법은, 엔드 유저 무선 단말기의 사용을 통해서 무선 네트워크의 동기화를 제공한다. GPS 수신기를 갖는 이동국(MS)과 같은 엔드 유저 무선 단말기는, 기지국 신호 타이밍 이벤트와 GPS 시간과의 사이의 관계를 결정할 수 있으며, 자신의 클록 주파수 오프셋을 결정할 수 있다. 그 후, 이 데이터는 네트워크의 동기화를 위하여 기지국(즉, 네트워크)에 전달될 수 있다. 본 발명의 다른 시스템, 방법, 특징, 및 장점들은 이하의 도면들과 상세한 설명의 조사에 따라서 당업자에게 더욱 명백하게 될 것이다. 모든 이러한 추가의 시스템, 방법, 특징, 및 장점들은 본 설명에 포함되며, 본 발명의 범주 내이며, 첨부된 청구항들에 의해 보호되는 것으로 의도한 것이다.The approach according to the invention provides for synchronization of a wireless network through the use of end user wireless terminals. An end user wireless terminal, such as a mobile station (MS) with a GPS receiver, can determine the relationship between base station signal timing events and GPS time and can determine its clock frequency offset. This data can then be delivered to the base station (ie, the network) for synchronization of the network. Other systems, methods, features, and advantages of the present invention will become more apparent to those skilled in the art upon examination of the following figures and detailed description. All such additional systems, methods, features, and advantages are intended to be included in this description, to fall within the scope of the invention, and to be protected by the appended claims.

도면의 성분들은 반드시 스케일되거나, 강조될 필요가 없으며, 대신 본 발명 의 원리를 예시하도록 배치된다. 도면들에 있어서, 동일한 참조 번호는 상이한 도면들을 통해서 동일한 부분들을 지칭한다.The components in the figures do not necessarily need to be scaled or highlighted, but instead arranged to illustrate the principles of the invention. In the drawings, like reference numerals refer to like parts through different drawings.

도 1은 전형적인 GPS 아키텍쳐를 도시하는 도면.1 illustrates a typical GPS architecture.

도 2는 엔드 유저 무선 단말기와 무선 네트워크를 동기화하는 구현예를 도시하는 도면.2 illustrates an implementation of synchronizing an end user wireless terminal with a wireless network.

도 3은 GSM 송신의 시간 태깅(tagging)의 도면.3 is a diagram of time tagging of GSM transmissions.

도 4는 GPS TOW를 이송하는 GSM 프레임의 도면.4 is a diagram of a GSM frame carrying a GPS TOW.

도 5는 오프셋 결정의 흐름도.5 is a flowchart of offset determination.

도 6은 도 5에서 결정되는 오프셋을 이용한 무선 핸드셋의 흐름도.6 is a flow chart of a wireless handset using the offset determined in FIG.

도 1에는, 전형적인 GPS 아키텍쳐가 도시되어 있다. 시스템(100)은, 괘도 내 있는 GPS 위성의 무리를 나타낸 GPS 위성(102), GPS 수신기를 포함할 수 있는 MS(즉, 무선 핸드셋(104)), 기지국(106), 지오로케이션 (서버) 서비스 센터(108), 지오로케이션 엔드 어플리케이션(110), 및 PSAP(Public Safety Answering Point)(112)을 포함한다. 무선 핸드셋, PDA, 또는 유사한 이동 장치와 같은 이동국(MS)(104)은 본 발명의 위치 기술을 가질 수 있으며, E911의 각종 MS 장치 구현을 지원하는 GPS 기술 및 지오로케이션 서비스를 사용할 수 있다. PSAP(112) 및 지오로케이션 엔드 어플리케이션(110)이 참조를 위하여 포함된다.In Figure 1, a typical GPS architecture is shown. The system 100 includes a GPS satellite 102 representing a swarm of GPS satellites in orbit, an MS that may include a GPS receiver (ie, a wireless handset 104), a base station 106, a geolocation (server) service. Center 108, geolocation end application 110, and Public Safety Answering Point (PSAP) 112. A mobile station (MS) 104 such as a wireless handset, PDA, or similar mobile device may have the location technology of the present invention and may use GPS technology and geolocation services to support various MS device implementations of the E911. PSAP 112 and geolocation end application 110 are included for reference.

GPS 위성(102)은 무선 핸드셋(104)과 지오로케이션 서버(108)에서 수신되는 확산 스펙트럼 신호(114)를 송신한다. 설명의 용이성을 위하여, 다른 GPS 위성들은 생략되어 있지만, 다른 GPS 위성들 또한 무선 핸드셋(104)과 지오로케이션 서버(108)에 의해 수신되는 신호들을 송신하고 있다. 무선 핸드셋(104)이 충분히 강한 확산 스펙트럼 신호들(114)을 수신한다면, 무선 핸드셋(104)의 GPS 수신기(도시 생략)는 GPS 시스템에서 통상적으로 행해지는 바와 같이 무선 핸드셋(114)의 위치를 자율적으로 계산할 수 있다. 그러나, 개방된 환경 아닌 한, 무선 핸드셋(104)은 통상 무선 핸드셋(104)의 위치를 자율적으로 계산하기 위하여 충분히 강한 확산 스펙트럼 신호(114)를 수신할 수 없지만, 기지국(106)과는 통신할 수 있다. 따라서, 기지국(106)은 신호(116)를 통해서 무선 핸드셋(104)에 정보를 통신하여, 무선 핸드셋(104)이 위치를 계산할 수 있도록 하거나, 무선 핸드셋(104)으로부터 지오로케이션 서버(108)에 정보를 송신하여 지오로케이션 서버(108)가 무선 핸드셋(104)의 위치를 계산할 수 있도록 할 수 있다. 기지국(106)이 무선 핸드셋(104)에 정보를 전달하여 무선 핸드셋(104)이 위치를 계산하도록 하고 있다면, "무선 원조의(wireless aided) GPS" 또는 "MS 기반의 GPS"라고 하는 반면, 지오로케이션 서버(108)가 무선 핸드셋(104)의 위치를 계산하도록 하기 위하여 기지국(106)이 무선 핸드셋(104)으로부터 지오로케이션 서버(108)에 정보를 전달하는 경우, "네트워크-중심의(network-centric) GPS" 또는 "MS 원조의 GPS"라고 한다.The GPS satellite 102 transmits spread spectrum signals 114 received at the wireless handset 104 and the geolocation server 108. For ease of explanation, other GPS satellites are omitted, but other GPS satellites are also transmitting signals received by the wireless handset 104 and the geolocation server 108. If the wireless handset 104 receives sufficiently strong spread spectrum signals 114, the GPS receiver (not shown) of the wireless handset 104 autonomously positions the position of the wireless handset 114 as is typically done in a GPS system. Can be calculated as However, unless in an open environment, the wireless handset 104 typically cannot receive a sufficiently strong spread spectrum signal 114 to autonomously calculate the position of the wireless handset 104, but will not be able to communicate with the base station 106. Can be. Thus, the base station 106 communicates information to the wireless handset 104 via a signal 116 to enable the wireless handset 104 to calculate a location, or from the wireless handset 104 to the geolocation server 108. The information may be transmitted to enable the geolocation server 108 to calculate the location of the wireless handset 104. If the base station 106 is communicating information to the wireless handset 104 to allow the wireless handset 104 to calculate a location, it may be referred to as "wireless aided GPS" or "MS-based GPS," When the base station 106 communicates information from the wireless handset 104 to the geolocation server 108 in order for the location server 108 to calculate the location of the wireless handset 104, it may be referred to as "network-centric." centric) GPS "or" MS-assisted GPS ".

지오로케이션 서버(108)는 또한 신호(118)를 통해서 지오로케이션 어플리케이션(110)과 신호(1120)를 통해서 PSAP(112)와 통신할 수 있다. 이러한 신호(118 및 120)는 셀룰러, WiFi, 블루투스, 등의 무선 링크를 통해서 이루어지거나, 또는 PSTN, 이더넷, 또는 기타의 이러한 유선 네트워크 등의 지상 네트워크를 통해 이루어질 수 있다.Geolocation server 108 may also communicate with PSAP 112 via geolocation application 110 and signal 1120 via signal 118. These signals 118 and 120 may be via a wireless link such as cellular, WiFi, Bluetooth, or the like, or may be via a terrestrial network such as a PSTN, Ethernet, or other such wired network.

셀룰러 전화인 경우, 예를 들어, 무선 핸드셋(104)은 통화 처리(CP) 기능을 수행하는 통상적인 무선 핸드셋부, 및 위치 계산, 의사범위(pseudorange) 측정, 및 기타의 GPS 기능을 위한 GPS 부를 포함할 수 있다. 직렬 통신 링크 또는 기타의 통신 링크는 CP부 및 GPS부 사이의 통신을 수행한다. CP부와 GPS부 사이에 신호를 송신하기 위하여 일군의 하드웨어 라인이 활용될 수 있다. 또 다른 구현예에 있어서, CP부 및 GPS부 양측은 회로를 공유할 수 있다.In the case of cellular telephones, for example, wireless handset 104 may include a conventional wireless handset section that performs call processing (CP) functions, and a GPS section for location calculations, pseudorange measurements, and other GPS functions. It may include. The serial communication link or other communication link performs communication between the CP unit and the GPS unit. A group of hardware lines may be utilized to transmit signals between the CP unit and the GPS unit. In another embodiment, both the CP unit and the GPS unit may share a circuit.

MS(104)가 GPS 위치를 계산할 능력을 갖는다면, GPS 신호로부터 GPS 시간을 취득하고, GPS 시간과 셀 사이트 클록 사이의 오프셋을 계산할 수 있다. MS(104)의 GPS부가 지오로케이션 서비스 센터(108)로부터 지원 데이터를 수신하였는지에 무관하게 이는 확실하다. 비동기 네트워크에 있어서, 각각의 셀 사이트 클록은 GPS 시간과는 상이한 오프셋을 가지게 되어, 셀 사이트 식별자를 측정된 오프셋과 페이링할 것을 필요로 한다. 일부 무선 핸드셋 설계에 있어서, 기지국 클록의 주파수 에러가 또한 계산될 수 있다.If the MS 104 has the ability to calculate a GPS location, it can obtain GPS time from the GPS signal and calculate an offset between the GPS time and the cell site clock. This is certain whether the GPS portion of the MS 104 has received assistance data from the geolocation service center 108. In an asynchronous network, each cell site clock will have a different offset from the GPS time, requiring the cell site identifier to be paid with the measured offset. In some wireless handset designs, the frequency error of the base station clock can also be calculated.

그 후, 오프셋과 주파수 에러가 전화기에 저장되고, 및/또는 (지오로케이션 서비스 센터(108)에 포함될 수 있는) 데이터베이스에 저장하기 위하여 (신호(116)를 통해) 네트워크에 송신될 수 있다. 그 셀을 무선 핸드셋이 통과할 때마다, 오프셋과 에러가 갱신될 수 있다. 기지국 주파수 에러의 직접적인 측정을 할 수 없다면, 드리프트율(drift rate)을 결정하기 위하여 다수의 클록-오프셋 측정이 사용될 수 있다.The offset and frequency error may then be stored in the phone and / or transmitted to the network (via signal 116) for storage in a database (which may be included in geolocation service center 108). Each time the wireless handset passes through the cell, the offset and error can be updated. If no direct measurement of base station frequency error is possible, multiple clock-offset measurements may be used to determine the drift rate.

독립적인 서비스 제공자가 시간 지원 정보를 저장하고, 네트워크와는 독립적인 다른 무선 핸드셋 유닛에 전달할 수 있도록, SMS 또는 GPRS와 같은 데이터 링크를 통해 액세스 될 수 있는 비네트워크(non-network related) 저장장치가 사용될 수 있다.There is a non-network related storage device that can be accessed via a data link such as SMS or GPRS so that an independent service provider can store time-assisted information and forward it to another wireless handset unit that is independent of the network. Can be used.

이러한 개념은 또한 Nextel, SMS, FRS, 등의 다른 로컬화된 네트워크와 연계하여 사용될 수 있으며, 여기서, 무선 핸드셋 또는 이동 통신 장치들의 그룹이 서로 협력하여 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선 핸드셋이 고정 위치를 취득하는 경우, 그 무선 핸드셋은 SMS, CB 뱅크, WiFi, 블루투스, 등의 비셀룰러(non-cellular) 네트워크를 통해 그 네트워크를 사용하거나, 동일한 회사에 의해 사용되는 장치들의 그룹의 일부인 다른 무선 핸드셋에 오프셋 정보를 송신하거나, 기타의 정보를 송신할 수 있다.This concept can also be used in conjunction with other localized networks such as Nextel, SMS, FRS, etc., where a wireless handset or a group of mobile communication devices can cooperate to determine location. For example, if a wireless handset acquires a fixed location, the wireless handset uses that network via a non-cellular network such as SMS, CB bank, WiFi, Bluetooth, or the like, or is used by the same company. Offset information may be transmitted to other wireless handsets that are part of a group of devices to be transmitted, or other information may be transmitted.

MS(104)가 GPS 위치를 계산할 능력이 부족하다면, GPS 신호와 기지국 신호로부터 동시 이벤트를 캡쳐하고, 이들을 신호(116)를 통해 MS(104)의 GPS 위치를 계산할 수 있는 서버에 발신할 수 있다. 이러한 계산 후에, 서버는 정밀한 GPS 시간을 결정하고, 기지국에서의 클록과 GPS 시간 사이의 오프셋(또는 드리프트)을 계산할 수 있을 것이다. 그 후, 그 MS 장치들이 자신의 GPS 위치를 계산할 능력을 가지는지 여부에 무관하게, 이 정보가 신호(116)를 통해 다른 MS(104) 장치들에 송신되어, GPS 신호의 획득을 지원할 수 있다.If the MS 104 lacks the ability to calculate GPS location, it can capture simultaneous events from the GPS signal and the base station signal and send them via a signal 116 to a server capable of calculating the GPS location of the MS 104. . After this calculation, the server may determine the precise GPS time and calculate an offset (or drift) between the clock and GPS time at the base station. This information can then be transmitted via signal 116 to other MS 104 devices, regardless of whether the MS devices have the ability to calculate their GPS location, to support acquisition of a GPS signal. .

도 2를 참조하면, 엔드 유저 무선 단말기를 이용하여 무선 네트워크를 동기화하는 구현예가 도시되어 있다. 시스템(100)은 일련의 GPS 위성들(102), 기지국(106), 지오로케이션 서버 센터(108), 및 2개의 무선 핸드셋(104 및 105)을 갖는다.2, an embodiment of synchronizing a wireless network using an end user wireless terminal is shown. The system 100 has a series of GPS satellites 102, a base station 106, a geolocation server center 108, and two wireless handsets 104 and 105.

앞서 기재한 바와 같이, 무선 핸드셋(104)은 위성들(102)로부터 신호를 수신하여, GPS 위치를 지역적으로 계산하거나, 지오로케이션 서비스 센터(108)와 같은 서버가 위치를 계산하도록 신호(116)를 통해 충분한 정보를 송신한다. GPS 위치를 계산하는 것에 수반하여, 무선 핸드셋(104) 또는 지오로케이션 서비스 센터(108)의 컨트롤러(도시 생략) 또는 기타의 장치(도시 생략)가 기지국(106)에서의 클록과 GPS 시간 사이의 시간 오프셋 및/또는 드리프트를 결정한다.As described above, wireless handset 104 receives signals from satellites 102 to calculate GPS location locally, or signals 116 to allow a server, such as geolocation service center 108, to calculate the location. Send enough information via In conjunction with calculating the GPS location, the time between the clock at the base station 106 and the GPS time is lost by the controller (not shown) or other device (not shown) of the wireless handset 104 or geolocation service center 108. Determine offset and / or drift.

무선 핸드셋(105)은, 위성(102) 신호를 획득하고 GPS 고정 위치를 생성하기 위하여, 기지국(106) 클록의 클록 오프셋 및/또는 드리프트의 지식을 획득하는 GPS 수신기를 포함하고 있는 무선 장치를 나타낸다. 네트워크의 형태와 그 설계에 따라서, 무선 핸드셋(105)은 신호(202)를 통해 직접 무선 핸드셋(104)으로부터, 신호(204)를 통해 기지국(106)으로부터, 또는 신호(116 및 204)를 통해 지오로케이션 서비스 센터로부터 순차적으로 필요한 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 정보의 다른 소오스로서는, 독립적인 서비스 제공자에 의해 구현될 수 있는 비네트워크 장치들(도시 생략)을 포함할 수 있다.The wireless handset 105 represents a wireless device that includes a GPS receiver that acquires knowledge of the clock offset and / or drift of the base station 106 clock to obtain a satellite 102 signal and generate a GPS fixed location. . Depending on the type of network and its design, the wireless handset 105 may be directly from the wireless handset 104 via the signal 202, from the base station 106 via the signal 204, or via the signals 116 and 204. The necessary data may be sequentially received from the geolocation service center. Other sources of such information may include non-network devices (not shown) that may be implemented by independent service providers.

또 다른 구현예에 있어서, 무선 핸드셋(105)과 무선 핸드셋(104)은 상이한 시간에서 사용되는 동일한 무선 핸드셋일 수 있다. 무선 핸드셋(104)은 한 번 클록 오프셋과 드리프트를 계산한 후, 턴오프되고, 앞서 계산된 데이터를 잊어버린다. 재기동됨에 따라서, 무선 핸드셋(104)은 이러한 데이터를 요구할 수 있으며, 기지국(106), 지오로케이션 서비스 센터(108) 또는 기타의 다른 소오스로부터 이를 가져올 수 있다.In another implementation, wireless handset 105 and wireless handset 104 may be the same wireless handset used at different times. The wireless handset 104 calculates the clock offset and drift once and then turns off and forgets the previously calculated data. As restarted, wireless handset 104 may request this data and may retrieve it from base station 106, geolocation service center 108, or other source.

다른 방법으로서, 무선 핸드셋(104)은 기지국(106)에서의 클록의 드리프트 및/또는 클록 오프셋을 계산한 후, 턴오프 되지만, 앞서 계산한 데이터를 저장할 수 있다. 재기동됨에 따라서, 무선 핸드셋은 어떠한 외부 데이터 저장장치를 사용하지 않고서 자신의 메모리로부터 데이터를 회수할 수 있다. 일부의 경우, 이는 MS의 전원이 꺼지는 때에 MS에서의 타임키핑(timekeeping)의 필요성을 제거할 수 있으며, 이는 충전간 배터리 시간을 증가시킬 수 있다.Alternatively, the wireless handset 104 may calculate the drift and / or clock offset of the clock at the base station 106 and then turn off, but may store the previously calculated data. As restarted, the wireless handset can retrieve data from its memory without using any external data storage. In some cases, this can eliminate the need for timekeeping at the MS when the MS is powered off, which can increase battery time between charges.

무선 핸드셋은 또한 수개의 상이한 기지국들에 대하여 계산되는 오프셋의 데이터베이스를 구축할 수 있으며, 기지국 클록은 긴 기간동안 안정하기 때문에, 무선 핸드셋이 그 기지국으로 반환되는 때에 그 정보는 유용하다. 따라서, 무선 핸드셋의 이동 GPS 수신기 또는 유사하게 작동되는 장치가 알려진 셀 사이트에 이후에 반환되는 경우, 이동 GPS 수신기는 셀 사이트 클록과 GPS 시간 사이의 오프셋을 이미 알고 있어서, 그 이동 GPS 수신기에 대한 TTFF를 더 단축시킨다.The wireless handset can also build a database of offsets calculated for several different base stations, and because the base station clock is stable for a long period of time, the information is useful when the wireless handset is returned to that base station. Thus, if a mobile GPS receiver or similarly operated device of a wireless handset is subsequently returned to a known cell site, the mobile GPS receiver already knows the offset between the cell site clock and the GPS time, and thus the TTFF for that mobile GPS receiver. To shorten it further.

도 3에 있어서, GSM 송신의 타임 태깅(tagging)이 도시되어 있다. GSM 네트워크가 예시를 위하여 선택되었다. 다른 네트워크가 마찬가지의 구현예를 가질 것이다. 이 타임 태깅은 GPS 시간과 "네트워크" 시간 사이의 오프셋을 측정하는 처리에서는 필수적이다.In Figure 3, time tagging of GSM transmissions is shown. GSM network was chosen for illustration. Other networks will have the same implementation. This time tagging is essential in the process of measuring the offset between GPS time and the "network" time.

타당한 GPS 솔루션을 갖는 무선 핸드셋(104)의 CP부는, 무선 핸드셋의 GPS 수신기가 TOW(Time of Week) 부분을 포함하는 GPS 시스템 시간과 알려진 관계를 갖는 클록과 태깅하는 하드웨어 펄스로서 구현될 수 있는 타임 마크(110)를 발생시킨다. CP부는 또한 표 1에 도시된 바와 같이 타임 마크와 관련되며 기지국이 사용하고 있는 비트 번호 및 GSM 프레임을 식별하는 메시지를 GPS 수신기에 발신할 수 있다. 현재의 구현예에 있어서, GSM 송신의 타임 태깅을 위해서, 수신된 GSM 비트에 대한 GPS 시간 태그가 사용될 수 있다. 기지국 위치와 무선 핸드셋 위치 사이의 송신을 위한 시간 지연을 감산함으로써, 무선 핸드셋은 GSM 비트가 송신 안테나를 떠나는 때의 GPS 시간을 파악한다. 감산은 무선 핸드셋에서 또는 지오로케이션 서비스 센터(즉, 재위치 서버)에서 행해질 수 있지만, 현재의 실시예에서는 서버가 사용된다.The CP portion of the wireless handset 104 with a valid GPS solution may be implemented as a hardware pulse that tags the clock and the GPS receiver of the wireless handset has a known relationship with the GPS system time including the time of week portion. The mark 110 is generated. The CP section may also send a message to the GPS receiver that identifies the GSM frame and the bit number associated with the time mark as shown in Table 1. In current implementations, for time tagging of GSM transmissions, a GPS time tag for the received GSM bits may be used. By subtracting the time delay for transmission between the base station location and the wireless handset location, the wireless handset knows the GPS time when the GSM bit leaves the transmitting antenna. Subtraction can be done at the wireless handset or at a geolocation service center (ie, relocation server), but in the present embodiment a server is used.

또 다른 구현예에 있어서, 무선 핸드셋(104)은 GPS 클록과 통화 처리 클록 사이의 주파수 차를 측정할 수 있다(GPS 클록과 통화 처리 클록이 동일한 클록이 아니라고 가정). 무선 핸드셋(104)의 GPS 수신기는 자신의 클록과 GPS 시스템 주파수 표준과의 사이의 주파수 차를 측정하는 능력을 이미 가지고 있을 수 있다. 마찬가지로, 무선 핸드셋은 또한 자신의 통화 처리 클록과 기지국에 위치되는 무선 네트워크 송신기로부터 수신되는 주파수 사이의 주파수 차를 측정하는 능력을 이미 가지고 있을 수 있다. 따라서, GPS 시스템 주파수 표준과 무선 네트워크 송신기 주파수 사이의 주파수 차를 측정하기 위하여 모든 성분들이 무선 핸드셋에 포함될 수 있으며, 무선 핸드셋의 설계 및 구현에 따라서 무선 핸드셋의 CP부 또는 GPS 수신기부에 위치될 수 있다.In another implementation, the wireless handset 104 can measure the frequency difference between the GPS clock and the call processing clock (assuming that the GPS clock and the call processing clock are not the same clock). The GPS receiver of the wireless handset 104 may already have the ability to measure the frequency difference between its clock and the GPS system frequency standard. Similarly, a wireless handset may also already have the ability to measure the frequency difference between its call processing clock and the frequency received from a wireless network transmitter located at the base station. Thus, all components may be included in the wireless handset to measure the frequency difference between the GPS system frequency standard and the radio network transmitter frequency, and may be located in the CP or GPS receiver portion of the wireless handset, depending on the design and implementation of the wireless handset. have.

표 1은 타임 마크를 수반하기 위하여 CP부에 의해 공급되는 정보를 포함한다:Table 1 contains the information supplied by the CP unit to accompany the time mark:

명칭designation 설명Explanation 기지국(Base Station)Base Station 현재의 기지국의 고유 IDUnique ID of the current base station CP_GSM_FrameCP_GSM_Frame GSM 프레임 번호GSM frame number CP_GSM_BITCP_GSM_BIT GSM 비트 번호GSM bit number Time_mark_uncertaintyTime_mark_uncertainty 타임 마크와 수신된 비트 에지 사이의 가능한 에러 (1 sigma)Possible error between time mark and received bit edge (1 sigma)

지오로케이션 서버(108)는, 이에 한하지 않지만, GSM 비트 식별자, 관련 GPS TOW, 및 기지국 ID, 위치 데이터, 및 주파수 에러를 포함하여 무선 핸드셋(104)으로부터 다수의 파라미터(112)들을 수신할 수 있다. 일단 클록 오프셋 및 주파수 차가 결정되면, 무선 네트워크의 송신기 클록을 모델링하기 위하여 Kalman 필터 또는 기타의 추정 방법이 사용될 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 에러를 최소화하도록 송신기 클록이 조절될 수 있다. 송신기 클록 주파수 및 시간 에러의 이러한 지식은, GPS 수신기의 TTFF의 성능, 에너지 사용 및 위치 정확도를 더욱 양호하게 한다.Geolocation server 108 may receive a number of parameters 112 from wireless handset 104 including, but not limited to, GSM bit identifiers, associated GPS TOWs, and base station IDs, location data, and frequency errors. have. Once the clock offset and frequency difference are determined, a Kalman filter or other estimation method can be used to model the transmitter clock of the wireless network. In other implementations, the transmitter clock can be adjusted to minimize errors. This knowledge of transmitter clock frequency and time error makes the GPS receiver's TTFF performance, energy usage and location accuracy even better.

그 후, 지오로케이션 서비스 센터는 저장된 타임-태깅된 GSM 프레임/비트 정보를 적절한 현재 시간에 전파시킬 수 있다. 이렇게 전파된 시간은 그 후 후술하는 바와 같이 GPS 솔루션을 현재 갖지 않는 획득중인 무선 핸드셋에 송신될 수 있다.The geolocation service center can then propagate the stored time-tagged GSM frame / bit information at the appropriate current time. This propagated time may then be transmitted to an acquiring wireless handset that does not currently have a GPS solution as described below.

도 4를 참조하면, GPS TOW를 운반하는 GSM 프레임의 도면이 도시되어 있다. 이러한 기능은 아직 GPS 위치를 갖지 않은 무선 핸드셋(104)에 대하여 정확한 GPS 시간을 제공한다. 또한, 도 4는 본 발명에서 네트워크 지연을 보상하기 위한 방법을 도시한다.4, a diagram of a GSM frame carrying a GPS TOW is shown. This feature provides accurate GPS time for wireless handsets 104 that do not yet have a GPS location. 4 also illustrates a method for compensating for network delay in the present invention.

무선 핸드셋(104)이 지오로케이션 서비스 센터(108)로부터의 원조를 요청하는 경우, 서버로부터 무선 핸드셋에 메시지가 발신된다. 메시지는 도면에서 "GSM Bit Y"로 표현된 바와 같은 특정 GSM 프레임/비트로 GPS 시간을 식별한다. 서버는 전술한 바와 같이 이 무선 핸드셋 또는 다른 무선 핸드셋에 의해 이루어지는 선행의 측정으로부터 이 메시지를 작성한다. 무선 핸드셋(104)에서 메시지가 수신되는 경우, 무선 핸드셋(104)의 CP부는 도면에서 "GSM Bit X"로 나타낸 바와 같이 현재의 GSM 프레임/비트와 정렬되는 타임 마크를 발생시킨다. CP부는 또한, 표 1에 나타낸 바와 같이, 타임 마크와 관련되며, 기지국이 사용중인 GSM 프레임 및 비트 번호를 식별하는 메시지를 GPS 수신기에 발신할 수 있다. 그 후, GPS 수신기는 공칭 (또는 클록 드리프트가 가능하다면, 수정된) 프레임 율을 이용하여 메시지(Y)에서 식별되는 비트에서부터 타임 마크(X)에 정렬되는 비트까지 GPS 시간을 전파시켜, 네트워크 지연과 지오로케이션 서비스 센터(108)의 시간 추정 에러를 보상하게 된다. 무선 핸드셋(104)의 위치는 알려져 있지 않기 때문에, 기지국(106)에서부터 무선 핸드셋(104)까지 미지의 송신 지연이 존재한다. 이러한 지연은 수신된 GPS 시간에 불가피한 에러를 제공하지만, 통상 작은 크기의 셀룰러 무선 사이트들에 한정된다.When the wireless handset 104 requests assistance from the geolocation service center 108, a message is sent from the server to the wireless handset. The message identifies the GPS time in a particular GSM frame / bit as represented by "GSM Bit Y" in the figure. The server composes this message from previous measurements made by this wireless handset or other wireless handset as described above. When a message is received at the wireless handset 104, the CP portion of the wireless handset 104 generates a time mark aligned with the current GSM frame / bit as indicated by " GSM Bit X " in the figure. The CP unit may also send a message to the GPS receiver that is associated with the time mark and identifies the GSM frame and bit number being used by the base station, as shown in Table 1. The GPS receiver then uses the nominal (or modified, if clock drift possible) frame rate to propagate the GPS time from the bits identified in the message (Y) to the bits aligned with the time mark (X), thus delaying the network. And time estimation error of the geolocation service center 108. Since the location of the wireless handset 104 is unknown, there is an unknown transmission delay from the base station 106 to the wireless handset 104. This delay provides an unavoidable error in the received GPS time, but is typically limited to small size cellular wireless sites.

표 2에 있어서, 무선 핸드셋(104)을 획득함에 있어서, 지오로케이션 서버(108)로부터 GPS 수신기에 보내지는 가능한 하나의 메시지의 일례는 이하와 같다:In Table 2, one example of one possible message sent from the geolocation server 108 to the GPS receiver in acquiring the wireless handset 104 is as follows:

명칭designation 설명Explanation 단위unit 비고Remarks gps_time_taggps_time_tag VLMU_GPS_WeekVLMU_GPS_Week GPS 주 번호GPS week number 주week 도 4에서 GPS TOW로 도시됨Shown as GPS TOW in FIG. VLMU_GPS_TOWVLMU_GPS_TOW 주의 GPS 시간Attention GPS Time UsecUsec freqfreq VLMU_Freq_ErrorVLMU_Freq_Error 기지국 주파수 에러Base station frequency error Nsec/secNsec / sec 도 4에서 'freq''Freq' in Figure 4 List_of_meas_uncertainties List_of_meas_uncertainties VLMU_Time_AccuracyVLMU_Time_Accuracy GPS 시간의 불확실성Uncertainty of GPS Time UsecUsec VLMU_Freq_Err_AccVLMU_Freq_Err_Acc 클록 에러의 불확실성Uncertainty of Clock Error Nsec/secNsec / sec network_reference_time network_reference_time VLMU_GSM_FrameVLMU_GSM_Frame GSM 프레임 번호GSM frame number NoneNone 도 4에서 비트 Y Bit Y in Figure 4 VLMU_GSM_BitVLMU_GSM_Bit BSM 비트 번호BSM bit number NoneNone

표 2의 항목들은 무선 네트워크에서 현재의 기지국에 인접한 기지국들을 식별하는 이웃 리스트와 같은 데이터 구조에서 식별되는 각각의 기지국에 대하여 한 번 반복될 수 있다. 일부 구현예에 있어서, 무선 핸드셋(104)의 CP부는 기지국의 리스트를 필터링하고, 기지국을 서비스하기 위한 데이터를 제공할 뿐일 수 있다.The items in Table 2 may be repeated once for each base station identified in a data structure, such as a neighbor list identifying base stations adjacent to the current base station in the wireless network. In some implementations, the CP portion of the wireless handset 104 may only filter the list of base stations and provide data for servicing the base station.

표 1과 표 2의 데이터 항목들을 이용하여, 타임 태깅된 GSM 프레임들을 현재의 구현예에서 채용되는 정밀한 GPS 시간으로 변환하기 위하여 사용되는 알고리즘은 이하와 같다:Using the data items of Table 1 and Table 2, the algorithm used to convert time tagged GSM frames to the precise GPS time employed in the current implementation is as follows:

Figure 112008011528346-PCT00001
Figure 112008011528346-PCT00001

도 5에 있어서, 오프셋 결정의 흐름도(500)가 도시되어 있다. 단계 500에서, 무선 핸드셋(104)은 GPS 수신기에서 GPS 신호(114)를 수신한다. 단계 504에서, 무선 핸드셋(104)은 또한 무선 네트워크로부터 타이밍 정보를 포함하고 있는 통신 신호(116)를 수신한다. 그 후, 단계 506에서, 컨트롤러는 수신되는 통신 신호(116)에서 보내지는 기지국(106)에서의 클록과 GPS 신호(114)에서 보내지는 GPS 시간과의 사이의 시간 오프셋 및/또는 드리프트를 결정한다. 그 후, 오프셋이 현재의 기지국(508)에 반송될 수 있다.5, a flowchart 500 of offset determination is shown. In step 500, the wireless handset 104 receives a GPS signal 114 at a GPS receiver. At step 504, wireless handset 104 also receives a communication signal 116 containing timing information from the wireless network. Then, in step 506, the controller determines a time offset and / or drift between the clock at base station 106 sent in the received communication signal 116 and the GPS time sent in the GPS signal 114. . The offset can then be conveyed to the current base station 508.

도 6을 참조하면, 도 5에서 결정되는 오프셋을 이용한 무선 핸드셋의 흐름도(600)가 도시되어 있다. 무선 핸드셋(104)은 단계 602에서 지오로케이션 서버(108)로부터 도움을 요청하며, 단계 604에서 지오로케이션 서버(108)로부터 무선 핸드셋으로의 메시지가 발신된다. 메시지는 도 4의 "GSM Bit Y"로 나타낸 특정의 GSM 프레임/비트로 GPS 시간을 식별한다. 지오로케이션 서버(108)는 이 무선 핸드셋 또는 다른 무선 핸드셋들에 의해 이루어지는 선행의 측정으로부터 이러한 메시지를 작성한다. 무선 핸드셋(104)에서 메시지가 수신되는 경우, 단계 606에서, 도 4의 "GSM Bit X"로 나타낸 바와 같이, 무선 핸드셋(104)의 CP부는 (가능하다면) 상이한 프레임/비트에 정렬된 타임 마크를 발생시킨다. 단계 608에서, CP부는 표 1에 나타낸 바와 같이, 타임 마크에 관련되며 기지국이 사용하고 있는 GSM 프레임 및 비트 번호를 식별하는 GPS 수신기에 메시지를 발신할 수도 있다. 단계 610에서, 무선 핸드셋(104)의 GPS부는 메시지에서 식별되는 비트로부터 타임 마크에 관련되는 비트까지 GPS 시간을 전파시켜, 지오로케이션 서비스 센터 서버(108)에 의한 시간 에러와 네트워크 지연을 보상한다. 무선 핸드셋(104)의 위치는 모르기 때문에, 기지국(106)으로부터 무선 핸드셋(104)까지 모르는 송신 지연이 존재한다. 이러한 지연은 수신되는 GPS 시간에서 불가피한 에러를 나타내지만, 통상적으로, 작은 크기의 셀룰러 무선 사이트들에 한정된다.Referring to FIG. 6, a flowchart 600 of a wireless handset using the offset determined in FIG. 5 is shown. The wireless handset 104 requests help from the geolocation server 108 in step 602, and a message from the geolocation server 108 is sent to the wireless handset in step 604. The message identifies the GPS time with a particular GSM frame / bit, represented by " GSM Bit Y " in FIG. Geolocation server 108 composes this message from previous measurements made by this wireless handset or other wireless handsets. When a message is received at the wireless handset 104, at step 606, the CP portion of the wireless handset 104, as indicated by " GSM Bit X " Generates. In step 608, the CP unit may send a message to the GPS receiver that identifies the GSM frame and bit number associated with the time mark and is being used by the base station, as shown in Table 1. In step 610, the GPS portion of the wireless handset 104 propagates GPS time from the bits identified in the message to the bits associated with the time mark, to compensate for time errors and network delays by the geolocation service center server 108. Since the location of the wireless handset 104 is unknown, there is an unknown transmission delay from the base station 106 to the wireless handset 104. This delay represents an unavoidable error in the GPS time received, but is typically limited to small cellular radio sites.

도 5 및 도 6의 흐름도는 소프트웨어, 또는 하드웨어, 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로서 구현될 수 있다. 소프트웨어는, 자기 테이프, CD, 종이 천공 카드, 스마트 카드, 또는 기타의 광학적, 자기 또는 전기적 디지털 저장 장치 등의 기계 판독가능 명령어를 포함하는 신호 저장 매체 상에 제공될 수 있다. 컨트롤러는 신호 저장 매체에 제공되는 소프트웨어를 실행시킬 수 있다. 컨트롤러의 예들로서는, 마이크로프로세서, 디지털 신호 처리기, 상태 머신으로 기능하도록 구성되는 디지털 회로, 상태 머신으로 기능하도록 구성되는 아날로그 회로, 신호 저장 매체 상에 제공되는 등의 프로그램화된 명령어를 실행하도록 구성되는 상기의 것들의 조합을 포함할 수 있다.5 and 6 may be implemented as software or hardware, or a combination of software and hardware. The software may be provided on a signal storage medium containing machine readable instructions, such as a magnetic tape, CD, paper punch card, smart card, or other optical, magnetic or electrical digital storage device. The controller can execute software provided on the signal storage medium. Examples of controllers include: microprocessors, digital signal processors, digital circuits configured to function as state machines, analog circuits configured to function as state machines, provided on signal storage media, and so on to execute programmed instructions. Combinations of the above can be included.

상기의 구현예의 설명은 예시와 설명을 위하여 제공되었다. 개시된 자세한 형태에 청구되는 발명들을 소진하거나, 한정하고자 하는 것은 아니다. 상기 설명을 조명하여 변경예와 변형예가 이루어질 수 있으며, 또는 본 발명을 실시함으로써 취득될 수 있다. 예를 들어, 기재된 구현예로서는 소프트웨어를 포함하지만, 본 발명은 하드웨어와 소프트웨어의 조합 또는 하드웨어 단독으로 구현될 수 있다. 또한, 구현예는 시스템 간에 변화될 수 있다. 청구항과 그 균등물은 본 발명의 범주를 정의한다.The description of the above embodiments has been provided for the purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the inventions claimed in the precise forms disclosed. Modifications and variations may be made in light of the above description, or may be acquired by practicing the present invention. For example, although the described embodiments include software, the present invention can be implemented in a combination of hardware and software or in hardware alone. In addition, implementations may vary between systems. The claims and their equivalents define the scope of the invention.

Claims (38)

무선 통신 장치로서,A wireless communication device, 상기 무선 통신 장치 내의 통신 수신기;A communication receiver in the wireless communication device; 상기 무선 통신 장치에서 수신되는 절대 시간 신호;An absolute time signal received at the wireless communication device; 상기 통신 장치의 통신 수신기에서 수신되는 네트워크 시간 신호; 및A network time signal received at a communication receiver of the communication device; And 상기 네트워크 시간 신호로부터의 상기 절대 시간 신호의 오프셋을 저장하는 메모리A memory that stores an offset of the absolute time signal from the network time signal 를 포함하는 무선 통신 장치.Wireless communication device comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 절대 시간 신호는 GPS(Global Positioning System) 클록 신호인 무선 통신 장치.And the absolute time signal is a Global Positioning System (GPS) clock signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, GPS 클록 시간인 상기 절대 시간 신호를 수신하는 GPS 수신기; 및A GPS receiver for receiving the absolute time signal that is a GPS clock time; And 상기 GPS 수신기, 상기 통신 수신기 및 상기 메모리와 신호 통신하며, 상기 오프셋을 결정하는 컨트롤러A controller in signal communication with the GPS receiver, the communication receiver, and the memory, the controller determining the offset 를 포함하는 무선 통신 장치.Wireless communication device comprising a. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 컨트롤러에 의해 상기 네트워크 시간 신호와 관련되는 클록의 주파수 에러가 계산되는 무선 통신 장치.And a frequency error of a clock associated with the network time signal is calculated by the controller. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 복수의 오프셋 측정치에 기초하여 상기 컨트롤러에 의해 이루어지는 드리프트율(drift rate) 결정을 더 포함하는 무선 통신 장치.And determining a drift rate made by the controller based on a plurality of offset measurements. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 다른 무선 통신 장치에 의한 수신을 위하여 상기 오프셋을 송신하는 상기 무선 통신 장치와 관련되는 송신기를 포함하는 무선 통신 장치.And a transmitter associated with said wireless communication device for transmitting said offset for receipt by another wireless communication device. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 오프셋은 상기 통신 수신기에 서비스를 제공하는 통신 네트워크가 아닌 다른 통신 네트워크 상에서 송신되는 무선 통신 장치.And the offset is transmitted on a communication network other than a communication network providing service to the communication receiver. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 기지국에 의한 수신을 위하여 송신기가 상기 오프셋을 송신하는 무선 통신 장치.And the transmitter transmits the offset for reception by a base station. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 컨트롤러가 내부 클록과 태깅(tagging)하는 하드웨어 펄스를 포함하며, The controller comprises a hardware pulse tagging with an internal clock, 상기 하드웨어 펄스는 상기 GPS 클록 신호와 알려진 관계를 갖는 무선 통신 장치.And the hardware pulse has a known relationship with the GPS clock signal. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 GPS 수신기에 발신되고 있는 하드웨어 펄스와 관련되는 프레임 및 비트 번호를 포함하는 무선 통신 장치.And a frame and bit number associated with a hardware pulse being sent to the GPS receiver. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 프레임은 GSM 프레임인 무선 통신 장치.And the frame is a GSM frame. 무선 통신 방법으로서,As a wireless communication method, 무선 통신 장치 내의 통신 수신기에서 제1 통신 네트워크를 통해 네트워크 시간 신호를 수신하는 단계;Receiving a network time signal over a first communication network at a communication receiver in a wireless communication device; 상기 무선 통신 장치에서 절대 시간 신호를 수신하는 단계; 및Receiving an absolute time signal at the wireless communication device; And 상기 네트워크 시간 신호로부터의 절대 시간 신호의 오프셋을 메모리에 저장하는 단계Storing an offset of an absolute time signal from the network time signal in a memory 를 포함하는 무선 통신 방법.Wireless communication method comprising a. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 절대 시간 신호는 GPS 클록 신호인 무선 통신 방법.And the absolute time signal is a GPS clock signal. 제12항에 있어서,The method of claim 12, GPS 수신기에서 GPS 클록 신호인 절대 시간 신호를 수신하는 단계; 및Receiving an absolute time signal that is a GPS clock signal at a GPS receiver; And 상기 GPS 수신기, 상기 통신 수신기 및 상기 메모리와 신호 통신하는 컨트롤러에서 상기 오프셋을 결정하는 단계Determining the offset at a controller in signal communication with the GPS receiver, the communication receiver, and the memory 를 포함하는 무선 통신 방법.Wireless communication method comprising a. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 네트워크 시간 신호와 관련되는 클록의 주파수 에러를 계산하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.Calculating a frequency error of a clock associated with the network time signal. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 다수의 오프셋 측정치에 기초하여 상기 컨트롤러에 의해 드리프트율을 결정하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 방법.Determining a drift rate by the controller based on a plurality of offset measurements. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 무선 통신 장치와 관련되는 송신기에서 다른 무선 통신 장치에 의한 수신을 위하여 상기 오프셋을 송신하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.Transmitting the offset for reception by another wireless communication device at a transmitter associated with the wireless communication device. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 오프셋은 제2 통신 네트워크 상에서 송신되는 무선 통신 방법.And the offset is transmitted on a second communication network. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 기지국에 의한 수신을 위하여 송신기로 상기 오프셋을 송신하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.Transmitting the offset to a transmitter for reception by a base station. 제14항에 있어서,The method of claim 14, 상기 컨트롤러가 내부 클록과 태깅하는 하드웨어 펄스를 발생시키는 단계를 포함하며,Generating a hardware pulse that the controller tags with an internal clock, 상기 하드웨어 펄스는 GPS 클록 신호와 알려진 관계를 갖는 무선 통신 방법.The hardware pulse having a known relationship with a GPS clock signal. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 하드웨어 펄스와 관련되는 프레임 및 비트 번호를 상기 GPS 수신기에 발신하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.Sending the frame and bit number associated with the hardware pulse to the GPS receiver. 무선 통신을 위하여 기계 판독가능 명령어를 갖는 신호 저장 매체로서,A signal storage medium having machine readable instructions for wireless communication, comprising: 상기 무선 통신 장치 내의 통신 수신기에서 네트워크 시간 신호를 수신하기 위한 기계 판독가능 명령어;Machine readable instructions for receiving a network time signal at a communication receiver in the wireless communication device; 상기 무선 통신 장치에서 절대 시간 신호를 수신하기 위한 기계 판독가능 명령어; 및Machine readable instructions for receiving an absolute time signal at the wireless communication device; And 상기 네트워크 시간 신호로부터의 상기 절대 시간 신호의 오프셋을 메모리에 저장하기 위한 기계 판독가능 명령어Machine readable instructions for storing an offset of the absolute time signal from the network time signal in a memory 를 포함하는 신호 저장 매체.Signal storage medium comprising a. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 절대 시간 신호는 GPS 클록 신호인 신호 저장 매체.And the absolute time signal is a GPS clock signal. 제22항에 있어서, The method of claim 22, 상기 네트워크 시간 신호는 셀룰러 전화기 시간 신호인 신호 저장 매체.And the network time signal is a cellular telephone time signal. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 GPS 수신기에서 GPS 클록 신호인 상기 절대 시간 신호를 수신하기 위한 기계 판독가능 명령어; 및Machine readable instructions for receiving the absolute time signal as a GPS clock signal at the GPS receiver; And 상기 GPS 수신기, 상기 통신 수신기 및 상기 메모리와 신호 통신하는 컨트롤러에서 상기 오프셋을 결정하기 위한 기계 판독가능 명령어Machine-readable instructions for determining the offset at a controller in signal communication with the GPS receiver, the communication receiver, and the memory 를 포함하는 신호 저장 매체.Signal storage medium comprising a. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 네트워크 시간 신호와 관련되는 클록의 주파수 에러를 계산하기 위한 기계 판독가능 명령어를 포함하는 신호 저장 매체.And a machine readable instruction for calculating a frequency error of a clock associated with said network time signal. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 다수의 오프셋 측정치에 기초하여 상기 컨트롤러에 의한 드리프트율의 결정을 위한 기계 판독가능 명령어를 더 포함하는 신호 저장 매체.Further comprising machine readable instructions for determining a drift rate by the controller based on a plurality of offset measurements. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 다른 무선 통신 장치에 의한 수신을 위하여, 상기 무선 통신 장치와 관련되는 송신기에서 상기 오프셋을 송신하기 위한 기계 판독가능 명령어를 포함하는 신호 저장 매체.And machine-readable instructions for transmitting the offset at a transmitter associated with the wireless communication device for reception by another wireless communication device. 제28항에 있어서,The method of claim 28, 상기 오프셋은 통신 네트워크가 아닌 다른 통신 네트워크 상에서 송신되는 신호 저장 매체.And the offset is transmitted on a communication network other than the communication network. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 기지국에 의한 수신을 위하여 송신기로 상기 오프셋을 송신하기 위한 기계 판독가능 명령어를 포함하는 신호 저장 매체.And a machine readable instruction for transmitting the offset to a transmitter for reception by a base station. 제25항에 있어서,The method of claim 25, 상기 컨트롤러가 내부 클록을 태깅하는 하드웨어 펄스를 발생시키기 위한 기계 판독가능 명령어를 포함하며,Machine readable instructions for generating a hardware pulse that the controller tags an internal clock, 상기 하드웨어 펄스는 GPS 클록 신호와 알려진 관계를 갖는 신호 저장 매체.And the hardware pulse has a known relationship with a GPS clock signal. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 GPS 수신기에 상기 하드웨어 펄스와 관련되는 프레임 및 비트 번호를 발신하기 위한 기계 판독가능 명령어를 포함하는 신호 저장 매체.And machine readable instructions for sending a frame and bit number associated with the hardware pulse to the GPS receiver. 무선 장치로서,As a wireless device, 현재의 프레임/비트 번호로 절대 시간을 식별하는 메시지를 수신하는 상기 무선 장치내의 수신기;A receiver in the wireless device receiving a message identifying an absolute time with a current frame / bit number; 상기 현재의 프레임/비트 번호와 정렬되는 타임 마크(time mark)를 발생시키는 상기 수신기에 결합되는 통화(call) 처리부; 및A call processor coupled to the receiver for generating a time mark aligned with the current frame / bit number; And GPS 위치를 결정하는 한편 상기 GPS 수신기가 네트워크 지연을 보상할 수 있도록 하는 상기 타임 마크에 관련되는 프레임/비트 번호를 식별하는 신호를 상기 통화 처리부로부터 수신하는 상기 무선 장치 내의 GPS 수신기를 포함하는 무선 장치.A wireless receiver comprising a GPS receiver in the wireless device for determining a GPS position and receiving from the call processor a signal identifying a frame / bit number associated with the time mark that allows the GPS receiver to compensate for network delays . 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 프레임 및 비트 번호는 GSM 프레임/비트 번호인 무선 장치.And the frame and bit number are GSM frame / bit numbers. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 네트워크 지연은 시간 추정 에러의 보상을 더 포함하는 무선 장치.The network delay further comprising compensating for a time estimation error. 무선 장치를 동기화하는 방법으로서,A method of synchronizing a wireless device, 현재의 프레임/비트 번호로 절대 시간을 식별하는 메시지를 상기 무선 장치 내의 수신기에서 수신하는 단계;Receiving at the receiver in the wireless device a message identifying an absolute time with a current frame / bit number; 상기 현재의 프레임/비트 번호와 정렬되는 타임 마크를 상기 수신기에 결합되는 통화 처리부에서 발생시키는 단계;Generating a time mark at the call processor coupled to the receiver, the time mark aligned with the current frame / bit number; 상기 타임 마크에 관련되는 상기 프레임/비트 번호를 식별하는 상기 통화 처리부로부터의 신호를 상기 무선 장치 내의 GPS 수신기에서 수신하는 단계; 및Receiving at a GPS receiver in the wireless device a signal from the call processor that identifies the frame / bit number associated with the time mark; And 상기 프레임/비트 번호를 이용하여 상기 GPS 수신기에서 네트워크 지연을 보상하는 단계Compensating for network delay in the GPS receiver using the frame / bit number 를 포함하는 동기화 방법.Synchronization method comprising a. 제36항에 있어서,The method of claim 36, 상기 프레임/비트 번호는 GSM 프레임 및 비트 번호인 동기화 방법.The frame / bit number is a GSM frame and bit number. 제36항에 있어서,The method of claim 36, 상기 네트워크 지연을 보상하는 단계는, 시간 추정 에러를 보상하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.Compensating the network delay further comprises compensating for a time estimation error.
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